【摘要】：針對(duì)化工分離產(chǎn)業(yè)中對(duì)精餾塔板大通量、高效率、低能耗要求,解決精餾塔分離高能耗、低產(chǎn)能的問(wèn)題。本文將板式塔不同開(kāi)孔方式及填料相結(jié)合設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了一種新型塔板—導(dǎo)向梯形立體復(fù)合塔板(FTCT)并對(duì)其進(jìn)行流體力學(xué)性能和塔板傳質(zhì)效率的研究。在直徑為500 mm板間距為450 mm的有機(jī)玻璃塔內(nèi)以富氧水-空氣為物系對(duì)6塊FTCT塔板進(jìn)行了冷模實(shí)驗(yàn),測(cè)定了在不同實(shí)驗(yàn)條件下FTCT塔板的壓降、清液層高度、霧沫夾帶、漏液以及塔板傳質(zhì)效率。通過(guò)改變帽罩的排布方向,塔板帽罩的形態(tài)以及帽罩夾角大小,探究對(duì)塔板性能的影響,并且將FTCT塔板與New VST和F1浮閥塔板進(jìn)行了性能對(duì)比。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的整理及作圖分析表明,梯形帽罩排布方向?qū)Ω砂鍓航怠㈧F沫夾帶、漏液及傳質(zhì)效率影響較小,正向梯形帽罩有效的降低了塔板清液層高度和濕板壓降;梯形與矩形帽罩對(duì)塔板的傳質(zhì)效率影響較小,在高氣速下,梯形帽罩有效的降低了塔板壓降、清液層高度、霧沫夾帶以及漏液;不同角度梯形帽罩對(duì)塔板性能有較大影響,存在最佳夾角6°使塔板性能最優(yōu)。FTCT塔板的干板壓降比New VST塔板低10%以上,濕板壓降低60%左右,霧沫夾帶及漏液均比New VST塔板低;在高氣速時(shí),FTCT塔板的塔板壓降比F1浮閥塔板低50%以上,霧沫夾帶低30%以上。另外,FTCT塔板傳質(zhì)效率在70%以上,塔板效率較高。此外,根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)定數(shù)據(jù)擬合得到了 6塊FTCT塔板的干板壓降和濕板壓降關(guān)聯(lián)式,塔板壓降擬合計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)值相比誤差均在10%以?xún)?nèi)且線(xiàn)性相關(guān)性均在0.98以上。根據(jù)塔板干板壓降的產(chǎn)生因素,推導(dǎo)出FTCT塔板的干板壓降模型,模型值與實(shí)驗(yàn)值相對(duì)誤差均在10%以?xún)?nèi)。該模型為:(?)利用上述壓降模型可以為復(fù)合塔板的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)提供理論指導(dǎo)。實(shí)驗(yàn)研究表明新型導(dǎo)向梯形立體復(fù)合塔板是一種性能良好的精餾塔板,具有塔板壓降低、操作彈性大和傳質(zhì)效率高的特點(diǎn),具有很好的發(fā)展?jié)摿εc工業(yè)應(yīng)用價(jià)值。
【圖文】：

泡罩分為升氣管和帽罩結(jié)構(gòu)。帽罩上開(kāi)設(shè)一定數(shù)量的篩孔或條形孔，氣流經(jīng)逡逑過(guò)升氣孔上升，進(jìn)入帽罩后氣相的方向發(fā)生了改變，并分散成小氣泡后與液相進(jìn)行接逡逑觸傳質(zhì)。如圖１－１所示為圓形泡罩結(jié)構(gòu)示意圖。逡逑｜：＾０｜邐｜肉｜邐丨肉｜逡逑＾７ｔＭ邋［邋ＫＺＺ／／／／１邋＇１／／／Ｚ７６邐￥７７７／／Ａ邋Ｗ／／Ａ逡逑圖１－１泡罩塔板結(jié)構(gòu)示意圖逡逑Ｆｉｇ．１－１邋Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋ｏｆ邋ｂｕｂｂｌｅ邋ｃａｐ邋ｔｒａｙ逡逑ｕ．２篩孔塔板逡逑篩孔塔板也是在很早的時(shí)候得到了應(yīng)用，但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的篩板會(huì)造成較低的操作彈逡逑性。二戰(zhàn)后，大型化的化工生產(chǎn)將生產(chǎn)企業(yè)的關(guān)注度轉(zhuǎn)移到設(shè)備的加工和維修之上，逡逑２逡逑

孔塔板的特點(diǎn)是：１．多根降液管被安裝在塔板的中間，在相鄰的上下層塔板上的降液逡逑管呈現(xiàn)９０°邋；邋２．在降液管的最下端并不能達(dá)到相鄰的塔板的液相，此時(shí)是處在塔板逡逑上的氣相空間中的，所以受液區(qū)也可以開(kāi)孔鼓泡。如圖１－３為多降液管篩孔塔板的結(jié)逡逑構(gòu)示意圖。該種塔板可以處理的液相負(fù)荷大，開(kāi)孔區(qū)域大，液相的分布比較均勻；但逡逑該種塔板還存在一定了缺陷，如：液相返混大，板效率接近于點(diǎn)效率，，液體下流時(shí)容逡逑易出現(xiàn)短路現(xiàn)象等。在ＭＤ塔板開(kāi)發(fā)后的幾年中，Ｕ０Ｐ公司對(duì)其進(jìn)行了改造和優(yōu)化，逡逑設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)出了邋ＥＣＭＤ塔板、ＶＧＭＤ塔板［１４］。逡逑多降液管篩板塔板于１９７０年左右被中國(guó)多個(gè)研究單位研究，浙江工業(yè)大學(xué)結(jié)合此逡逑種塔板溢流強(qiáng)度，板上清液層高度，塔板壓降和液流阻力等因素開(kāi)發(fā)出Ｄ．丨系列塔板逡逑懸掛式的降液管結(jié)構(gòu)被應(yīng)用到了這種新型塔板中，改進(jìn)了塔板的液相流動(dòng)方式。逡逑其中：較寬的降液管結(jié)構(gòu)被應(yīng)用到ＤＪ－１型塔板上，溢流強(qiáng)度可以被提高很多；ＤＪ－２逡逑型塔板的特點(diǎn)是安裝了一種新型的結(jié)構(gòu)一一導(dǎo)流板
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TQ053.5

【參考文獻(xiàn)】

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1 張武龍;杜慶浩;李春雷;趙建國(guó);李宏冰;李群生;;導(dǎo)向孔-梯形浮閥復(fù)合塔板流體力學(xué)及傳質(zhì)性能[J];北京化工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2015年02期

2 劉繼東;田志亮;郭艾慷;蘇佳林;李春利;;立體噴射型塔板的性能比較[J];現(xiàn)代化工;2014年08期

3 李鑫鋼;劉霞;高鑫;田沖;楊振明;張勁松;李洪;;新型泡沫碳化硅塔板的流體力學(xué)及傳質(zhì)性能[J];天津大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)與工程技術(shù)版);2014年02期

4 李春利;馬曉冬;;大通量高效傳質(zhì)技術(shù)——立體傳質(zhì)塔板CTST的研究進(jìn)展[J];河北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2013年01期

5 張敏革;王雷;聶凡;崔岳峰;李鑫鋼;;波紋板填料的流體力學(xué)性能[J];化工進(jìn)展;2012年11期

6 王樹(shù)卿;;立體連續(xù)傳質(zhì)塔板板上清液層高度實(shí)驗(yàn)研究[J];化工時(shí)刊;2011年08期

7 趙培;祁建偉;熊丹柳;張秋香;岳立平;楊宏喜;劉政林;;波紋導(dǎo)向浮閥塔板的傳質(zhì)性能[J];化工進(jìn)展;2010年S2期

8 李軍;孫蘭義;胡有元;昌興武;張?jiān)旅?;SFV全通導(dǎo)向浮閥塔板的開(kāi)發(fā)及工業(yè)應(yīng)用[J];化工進(jìn)展;2010年08期

9 吳春燕;李果;;規(guī)整填料的壓降關(guān)聯(lián)[J];廣東化工;2009年08期

10 喬英云;田原宇;韓汝軍;謝克昌;;NS傾斜長(zhǎng)條立體復(fù)合塔板的流體力學(xué)特性研究[J];石油煉制與化工;2009年08期

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1 張朦;矩形—梯形導(dǎo)向浮閥塔板流體力學(xué)性能的實(shí)驗(yàn)研究及數(shù)值模擬[D];華東理工大學(xué);2015年

2 郭艾慷;CTST-MD復(fù)合型塔板的數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2014年

3 田端正;T/P型復(fù)合塔板流體力學(xué)性能及其通液性能的改進(jìn)研究[D];浙江工業(yè)大學(xué);2009年

4 張志恒;浮閥塔板流體力學(xué)和傳質(zhì)性能的研究[D];天津大學(xué);2004年

5 蔣軍榮;錐形篩孔塔板流體力學(xué)性能研究[D];浙江工業(yè)大學(xué);2003年

本文編號(hào)：2704283